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Vencendo a multi-resistência: Modelos computacionais da Glicoproteína-P
Publication . Ferreira, Ricardo José Diogo Grácio; Guedes, Rita C.; Santos, Daniel J. V. A. dos
O cancro é actualmente uma das doenças com maior prevalência, constituindo um dos maiores desafios da Medicina no século actual. Apesar dos avanços no tratamento médico e farmacológico algumas formas mais agressivas de cancro desenvolvem resistência a múltiplos fármaco (multi-resistência, ou MDR), muitas vezes relacionada com o aumento da expressão da Glicoproteína-P (P-gp) à superfície das células cancerígenas. A expressão aumentada deste transportador contribui para o fracasso dos tratamentos farmacológicos, fazendo com que o desenvolvimento de moduladores (também conhecidos como reversores da multi-resistência ou inibidores) seja uma das estratégias mais promissoras no combate a este fenómeno.
A P-gp é uma proteína transmembranar da família dos transportadores ABC, identificado na MDR desde a década de 1970. Vários estudos demonstraram que a inibição desta bomba de efluxo em particular poderia reverter o fenómeno de resistência a múltiplos fármacos em linhas celulares resistentes a múltiplos fármacos. Devido à ubiquidade dos substratos transportados e à ausência de uma estrutura cristalográfica da P-gp até 2009, o desenvolvimento de moduladores foi severamente comprometida, permitindo no entanto o desenvolvimento e publicação de estudos focando o desenvolvimento de farmacóforos, contribuindo para uma melhor compreensão das principais características necessárias para uma modulação eficaz da sua actividade. No entanto, a maioria dos farmacóforos publicados foram desenvolvidos a partir de moléculas com uma variação estrutural limitada, não sendo capazes de detectar moduladores obtidas a partir da espécies do género Euphorbia pelo grupo de Produtos Naturais, sob coordenação do Prof. Maria José U. Ferreira.
Desde 2009 que se encontra disponível no Protein Data Bank estruturas cristalográficas da P-gp murina, homóloga da P-gp humana em 89% da sua estrutura. Devido à enorme homologia entre as duas proteínas, são de uma importância fulcral na realização de estudos de homologia, evitando muitos dos problemas detectados por estudos anteriores que utilizaram como modelo transportadores bacterianos. No entanto, a baixa resolução da estrutura e a ausência de um importante segmento intermédio não permite a sua utilização directa. Através do recurso a técnicas de simulação computacional, a sequência em falta pode ser modelada e inserida na estrutura, permitindo a avaliação da estrutura completa em termos de estabilidade estrutural e acerca da importância do ambiente hidrofóbico no mecanismo de acção do transportador.
A partir de farmacóforos e dados disponíveis na literatura e com base em diterpenos macrocíclicos isolados a partir de espécies do género Euphorbia, foi efectuado um estudo das características farmacofóricas mais importantes, tendo sido obtido um novo e melhorado farmacóforo de quatro pontos que permite a detecção de um espectro mais amplo de moduladores, mantendo uma elevada precisão na detecção de moléculas sem actividade. Foi determinada a importância dos grupos hidrofóbicos e aceitadores de pontes de hidrogénio como características essenciais para o reconhecimento de diferentes moléculas pela P-gp, bem como a combinação de diferentes características e a sua influência na taxa de detecção e os estados de protonação dos grupos amina.
Com os estudos de dinâmica molecular, e através da utilização de diferentes metodologias e campos de força, foi possível obter uma estrutura final equilibrada e novos dados relevantes acerca da importância da membrana lipídica e da sequência cristalográfica omissa, contribuindo desta forma para uma melhor compreensão da estrutura deste tipo de transportador.
Enhancing Macrocyclic Diterpenes as Multidrug-Resistance Reversers: Structure–Activity Studies on Jolkinol D Derivatives
Publication . Reis, Mariana; Ferreira, Ricardo J.; Santos, Maria M. M.; Molnár, J.; Santos, Daniel J. V. A.; Ferreira, M. J. U.
The phytochemical study of Euphorbia piscatoria yielded jolkinol D (1) in a large amount, whose derivatization gave rise to 12 ester derivatives (2–13) and hydrolysis to compound 14. The in vitro modulation of P-gp of compounds 1–14 was evaluated through a combination of transport and chemosensitivity assays, using the L5178 mouse T lymphoma cell line transfected with the human MDR1 gene. Apart from jolkinol D, all derivatives (2–14) showed potential as MDR reversal agents. In this small library of novel bioactive macrocyclic lathyrane diterpene derivatives, designed to evaluate structure–activity relationships essential in overcoming multidrug resistance (MDR), some correlations between MDR reversal and molecular weight, accessible solvent areas, and octanol/water partition coefficient were identified that can contribute to the development of new selective P-gp reversal agents.
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Fundação para a Ciência e a Tecnologia
Programa de financiamento
3599-PPCDT
Número da atribuição
PTDC/QUI-QUI/099815/2008